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GPS的基本概念
GPS的系统组成
GPS的定位原理
GPS的卫星信号
GPS接收机前端
GPS(Global Position System)
(Global Position System)
——GPS的基本概念
全球定位系统(GPS)是利用卫星进行点位测量和导航技术的一种,其全称是导航卫星测时和测距/全球定位系统( Navigation Satellite Timing and Ranging/ Global Position System )。它是由美国军方组织研制建立,从1973年开始实施,到1994年完成,可实现地球上任何地方,任何时刻的自动定位。
一、GPS的建立
1973年由美国国防部(DOD)开始建立,称为全球定位系统(global positioning system),目的是用于美国军队的定位、导航、
武器制导等。拟定由21+3颗卫星组成。到今天为止经历了4
个阶段:
1973年12月~1978年2月22日为理论研究阶段;
1978~1989年2月14日为建设阶段;
1990~1999为建成运行阶段, 1993年满24颗,
1995年达预定工作能力;
2000年5月2日~2030为改进更新阶段。
二、GPS测量的特点与问题
1)特点
精度高;速度快;无需通视;
操作简便; 全球布网; 全天候作业;
三维坐标; 应用广泛。
2)问题
军民两用
无安全承诺
三维精度不一致
三、GPS的应用领域
控制测量(全球、全国、城市、工程)
工程测量
地形地籍测量
海洋测绘
航测、遥感
卫星定轨
月球、火星测绘
飞机、轮船导航与地面交通管理
通信、旅游等各行各业
(Global Position System)
——GPS的系统组成
GPS系统包括三大部分:
空间部分——GPS卫星星座
地面控制部分——地面监控系统
用户设备部分——GPS信号接收机
空间部分:卫星分布
24颗工作卫星,3颗备用卫星;
每4颗卫星工作在同一轨道平面内,24颗卫星均匀分布在6个轨道平面,彼此夹角为60;
轨道平面相对于赤道的倾角为55 ;
卫星离地面高度20200km;
12恒星时()绕地球一周;
地球上任何地方任何时刻同时可收到4颗以上GPS卫星的信号。
空间部分:
GPS 卫星星座
轨道平面图
地面控制部分
负责卫星控制、时间同步、卫星的跟踪和监测。
卫星轨道控制
向卫星发送星历
GPS的地面控制系统由位于美国科罗拉多的主控站、以及分布全球的三个注入站和五个监测站组成。